Расчет насадочного адсорбера (стр. 3 из 5)
При недостаточной плотности орошения и неправильной организации подачи жидкости поверхность насадки может быть смочена не полностью. Но даже часть смоченной поверхности практически не участвует в процессе массопередачи ввиду наличия застойных зон жидкости или неравномерного распределения газа по сечению колоны.
Существует некоторая минимальная эффективная плотность орошения Umin выше которой всю поверхность насадки можно считать смоченной. Для насадочных абсорберов минимальную эффективную плотность орошения Umin находят по соотношению:
, (15)где qэф – эффективная линейная плотность орошения, м2/с.
qэф =0,022·10-3[м2/с]
Доля активной поверхности насадки ψа может быть найдена по формуле:
, (16)где p и q – коэффициенты, зависящие от типа насадки.
1.6 Расчет коэффициентов массоотдачи
Для регулярных насадок коэффициент массоотдачи в газовой фазе
находят из уравнения: 
, (17)где
- диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы 
; 
- критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке; 
- диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы;dЭ - эквивалентный диаметр насадки, м;
l – высота элемента насадки, м.
Тогда, учитывая, что
, находим βy: 
, (18)где
- коэффициент диффузии этанола в газовой фазе (азота), м2/сек.Определим критерий Рейнольдса:
, (19)где ω - рабочая скорость газа в абсорбере, м/с;
dЭ - эквивалентный диаметр насадки, м;
- плотность газа, кг/м3;Vсв - доля свободного объема, м3/м3;
- вязкость газа, Па.с. 
; 
; 
; 
(при 00С, 3 стр. 552).Приведем
к условиям в абсорбере: 
Критерий Прандтля определим по формуле:
, (20)где
- вязкость газа, Па.с; - плотность газа, кг/м3; 
- коэффициент диффузии этанола в газовой фазе, м2/с.Коэффициент диффузии этанола в газе можно рассчитать по уравнению:
, (21)где vЭТ и vГ – мольные объемы этанола и азота, см3/моль;
МЭТ и МГ – мольные массы соответственно этанола и азота;
P – давление (абсолютное), атм.
vЭТ и vГ находим следующим образом.
O=7,4[см3/атом]; C=14,8[см3/атом]; H=3,7[см3/атом]; N=15,6[см3/атом].
vЭТ=7,4+14,8·2+3,7·6=59,2[см3/моль] vГ=15,6 2=31,2[см3/моль];
МЭТ и МГ находим следующим образом.
O=16; C=12; H=1; N=14.
МЭТ=16+12·2+1·6=46 МГ=14·2=28
Определим критерий Прандтля по формуле (20):
Определим коэффициент массоотдачи в газовой фазе по формуле (18):
Выразим βy в выбранной для расчета размерности:
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе βx находят из обобщенного уравнения, пригодного как для регулярных, так и для неупорядоченных насадок:
, (22)где
- критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости; 
- диффузионный критерий Прандтля для жидкой фазы; 
- диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы.Отсюда βx (в м/с) равен:
, (23) 
- приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м.Определим критерий Рейнольдса:
, (24)где
- плотность орошения, м/с; 
- плотность жидкости, кг/м3;σ - удельная поверхность насадки, м2/м3;
- вязкость жидкости, Па.с.Плотность орошения определили по формуле (14):
(3, c. 578) 
(3, c. 578) 
таблица 1. 
Приведенную толщину стекающей пленки жидкости определим по формуле:
, (25)где
- плотность жидкости, кг/м3; - вязкость жидкости, Па.с; 
- ускорение свободного падения, м/с2. 
Критерий Прандтля определим по формуле:
, (26)где
- плотность жидкости, кг/м3; - вязкость жидкости, Па.с; 
- коэффициент диффузии этанола в жидкой фазе (воде), м2/сек.Коэффициент диффузии
этанола в воде определим по формуле: 
, (27)где
- параметр, учитывающий ассоциацию молекул растворителя;M - молекулярная масса растворителя (воды);
T - температура процесса абсорбции, К;
- вязкость воды, мПа.с; 
- молекулярный объем этанола. 
(3, c. 370) 
(3, c. 578) 
Определим критерий Прандтля по формуле (26):
Определим критерий массоотдачи в жидкой фазе по формуле (23):